Wärmepumpe

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Erdwärmepumpe

Schema einer Erdwärmepumpe eines Einfamilienhaus

Quelle: BWP

Inhaltsverzeichnis

 

Unsere Tipps

  • Wärmepumpen können eine umweltfreundliche Heiztechnik sein: Prüfen Sie, ob Ihr Haus für Wärmepumpen geeignet ist.
  • Kaufen Sie besonders energieeffiziente Wärmepumpen.
  • Achten Sie bei Planung und Kauf auch auf weitere zentrale Punkte: Geeignete Wärmequelle (möglichst Erdreich), optimale Größe, geringe Lärmemissionen und umweltfreundliches Kältemittel.
  • Warten und prüfen Sie Ihre Wärmepumpe regelmäßig.
 

Gewusst wie

Die Heizung ist im Haushalt der mit Abstand größte Verursacher von Kohlendioxid (CO2). Diese Emissionen belasten das Klima. Eine Wärmepumpe ist eine Heizung, die wie ein Kühlschrank funktioniert, nur umgekehrt und mit viel höherer Leistung. Sie pumpt quasi die Wärme von außen (Boden, Wasser, Luft) in die Wohnung. Die elektrische Wärmepumpe ist – unter bestimmten Voraussetzungen – eine energiesparende Form der Wärmegewinnung mit geringeren CO2-Emissionen als Heizöl- oder Erdgasheizungen. Wärmepumpen, die Gas als Brennstoff nutzen, sind noch selten.

Einsatzmöglichkeiten für Wärmepumpen: Grundsätzlich sind sowohl Neu- als auch Altbauten für Wärmepumpen geeignet. In beiden Fällen gilt, dass zuerst der Wärmebedarf mittels Wärmedämmung möglichst stark verringert werden sollte, damit sich der Einsatz einer Wärmepumpe lohnt. Wärmepumpen eignen sich besonders gut in Häusern, in denen Niedertemperatur-Heizsysteme als Wärmeabnehmer zur Verfügung stehen. Der Anschluss an eine Flächenheizung (zum Beispiel Fußbodenheizungen) ist für Wärmepumpen günstig. Flächenheizungen kommen mit niedrigen Vorlauftemperaturen, 35 °C oder weniger, aus. Mit Abstrichen in der Energieeffizienz können einige Modelle auch mit Heizkörpern betrieben werden. Die Heizkörper in Altbauten sind in der Regel zu groß und haben „Sicherheitsreserven“, die man aber nutzen kann, um die Vorlauftemperatur zu senken. Einzelne Heizkörper können auch ausgetauscht werden. In Altbauten sind Hybridheizungen eine interessante Lösung, wo eine Wärmepumpe die Grundversorgung mit Wärme übernimmt und ein Heizkessel an kalten Tagen die Wärmepumpe unterstützt.

Wirtschaftlichkeit beachten: Die Wirtschaftlichkeit von Wärmepumpen können Sie vorab mit Online-Ratgebern für Neubau oder Altbau überschlagen. Wer ein bestehendes Haus mit einer Wärmepumpe beheizen möchte, kann zudem Fördermittel im „Marktanreizprogramm“ erhalten. Dafür muss die Wärmepumpenanlage besonders energieeffizient sein. Nähere Informationen erhalten Sie beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA, siehe Links). Energieeffiziente Wärmepumpen sind eine Möglichkeit, die Verpflichtungen nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz für Neubauten zu erfüllen.

Effiziente Wärmepumpe verwenden: Die Wärmepumpe sollte möglichst energieeffizient arbeiten. Sie erkennen dies an einer hohen Jahresarbeitszahl (JAZ oder SCOP), ideal sind Werte von 4,0 oder höher. Luft-Wärmepumpen erreichen diesen Wert nur unter günstigen Umständen. Die JAZ gibt das für ein Jahr ermittelte Verhältnis von abgegebener Heizwärme (Heizarbeit) für die Heizung zu dem dazu erforderlichen Aufwand (Antriebsarbeit einschließlich Hilfsenergie) an. Bei elektrischen Wärmepumpen ist dies der erforderliche elektrische Strom. Beispielsweise bedeutet eine JAZ von 4,0 für eine elektrische Wärmepumpe, dass für die Bereitstellung von 4 Kilowattstunden (kWh) Heizwärme 1 kWh elektrischer Strom erforderlich ist. Je höher die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe ist, desto energieeffizienter, umweltfreundlicher und kostengünstiger arbeitet sie – und umgekehrt. Beachten Sie, dass die Angabe einer einzelnen Leistungszahl (COP) nicht ausreicht, da diese nur die (theoretische) Leistung der Wärmepumpe, nicht jedoch die weiteren Faktoren im laufenden Betrieb berücksichtigt.

Kritische Punkte bei Planung und Kauf berücksichtigen: Ob eine Wärmepumpe umweltfreundlich und wirtschaftlich arbeitet, hängt von Grundsatzentscheidungen in der Planung und beim Kauf ab:

  • Lassen Sie sich schon in Angeboten die Energieverbrauchskennzeichnung samt der Pflicht-Produktinformationen vorlegen. Denn seit 2015 müssen Heizgeräte, zu denen auch Wärmepumpen zählen, eine Energieverbrauchskennzeichnung tragen und Anforderungen an die Energieeffizienz erfüllen.
  • Da eine hohe Jahresarbeitszahl die Betriebskosten senkt, ist eine gute und unabhängige Beratung, die auf Ihren speziellen Fall zugeschnitten ist, unerlässlich. Es gilt: die in der Anschaffung billigste Lösung ist nicht immer die auf Dauer preiswerteste. Holen Sie unabhängigen Rat ein, zum Beispiel von Energieberatern oder den Verbraucherzentralen.
  • Vereinbaren Sie schriftlich eine möglichst hohe und dennoch realistische Mindest-Jahresarbeitszahl (Zielwert: 4,0). Dazu gehören Pflichten des Installateurs (korrekte Planung, Installation und Inbetriebnahme) ebenso wie Ihre Pflichten als Betreiber (z.B. bestimmungsgemäßer Betrieb bei geplanter Raumtemperatur, moderater Warmwasser-Verbrauch). Bei der Energieberatung der Verbraucherzentralen erhalten Sie eine Mustervereinbarung und weitere Beratung dazu.


Geeignete Wärmequelle wählen: Prinzipiell stehen als Wärmequellen Boden, Wasser und Luft zur Verfügung. Die Effizienz der Wärmepumpe steigt, je geringer die Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle und dem Heizsystem ist. Grundwasser und Erdreich verfügen während des Winters, wenn der Heizwärmebedarf groß ist, über eine relativ hohe, stabile Durchschnittstemperatur. Dies begrenzt den notwendigen Temperaturhub und ist für die Energieeffizienz einer Wärmepumpe von Vorteil. Erdreich, Grundwasser und Abwasser sind deshalb im Allgemeinen bessere Wärmequellen als die im Winter kalte Außenluft.

Kombination mit erneuerbaren Energien: Eine Wärmepumpe lässt sich gut solar unterstützen. Beachten Sie hierzu unsere Tipps zu Sonnenkollektoren.

Optimale Größe der Heizung ermitteln: Eine überdimensionierte Wärmepumpenanlage führt zu unnötigen Mehrkosten bei der Anschaffung. Ist die Wärmepumpe wiederum zu klein, springt zum Beispiel an kalten Tagen öfter der Heizstab an – das ist teuer und ineffizient. Lassen Sie deshalb von einer Fachkraft die passgenaue Dimensionierung der Wärmepumpe berechnen: Berechnung der Heizlast mit/ohne Trinkwassererwärmung (keine einfache Schätzung!) und der Wärmequelle (beispielsweise Ertrag des Erdreichs).

Lärmemissionen gering halten: Wärmepumpen können Lärmbelästigung verursachen, die sowohl Sie als auch Ihre Nachbarn erheblich stören können. Für innen aufgestellte Wärmepumpen sind Schallleistungspegel von 50- 60 dB (A) unbedenklich. Eine Schallleistung ab 50 dB (A) außerhalb des Hauses kann aber für die Bewohner in der Nachbarschaft (Garten etc.)  problematisch sein. Das gilt vor allem für ruhige Wohngegenden.

  • Lassen Sie sich deshalb zu potentiellen Geräuschimmissionen der Wärmepumpe an dem von Ihnen bevorzugten Aufstellort beraten. Wählen Sie einen Aufstellort, der weder bei Ihnen noch bei Ihren Nachbarn zu belästigenden Geräuschen führt. Von der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz gibt es hierzu auch einen Leitfaden "Verbesserung des Schutzes gegen Lärm bei stationären Geräten". Wenn es unter allen anderen Belangen möglich ist, planen Sie für Ihre Wärmepumpe einen Aufstellort im Innenraum, dann werden die wenigsten Geräusche in die Nachbarschaft emittiert.
  • Achten Sie beim Kauf der Wärmepumpe auch auf den angegebenen Geräuschpegel in dB (zu finden auf dem Energielabel oder im Schallrechner des Bundesverbands Wärmepumpe e.V.). Je geringer der Wert, desto leiser ist die Wärmepumpe im Betrieb. Wärmepumpen mit angegebenen Werten unter 55 dB (< 6kW), 60 dB (6-12 kW) und 65 dB (>12 kW) sind besonders geräuscharm.
  • Insbesondere in der Heizperiode im Winter kommt es bei einigen Anlagen zudem regelmäßig zu Abtau- und Rückspülvorgängen, die sich in ihrer Geräuschcharakteristik und Belästigungswirkung unterscheiden. Besichtigen Sie gegebenenfalls eine Referenzanlage im Betrieb oder lassen Sie sich vom Hersteller Hörbeispiele des Wärmepumpenbetriebs in ruhiger Umgebung vorspielen, um sich dieser Umweltwirkung besser bewusst zu werden. Um langfristig Probleme mit Lärm zu vermeiden, planen Sie die Lärmminderung durch eine schalltechnisch günstige Aufstellung und sachgerechte Installation und Betrieb im Vorfeld ein. Nachträgliche Lärmminderung ist immer wesentlich teurer als die Berücksichtigung im Vorfeld.

Umweltfreundliches Kältemittel nutzen: Wärmepumpen für Heizwärme enthalten heute größtenteils teilfluorierte Kohlenwasserstoffe (HFKW) als Kältemittel, deren Emissionen klimaschädlich sind. Diese Stoffe unterliegen deshalb der EU-Verordnung über fluorierte Treibhausgase, die unter anderem die Verringerung der in Verkehr gebrachten HFKW-Menge regelt. Solange sie am Markt noch verfügbar sind, sind sie teuer und treiben die Kosten Ihrer Wärmepumpe hoch, wenn in der Anlage einmal Kältemittel nachgefüllt werden muss. Schon aus wirtschaftlichen Gründen sollten Sie deshalb beim Kauf darauf achten, dass die Wärmepumpe keine hoch treibhausgaswirksamen Kältemittel enthält, sondern am besten natürliche Kältemittel wie Propan oder auch CO2.

Was Sie bei der Planung noch beachten sollten:

  • Beauftragen Sie ein einzelnes, erfahrenes Unternehmen als verantwortlicher Generalunternehmer mit Planung, Installation und Inbetriebnahme der ganzen Wärmepumpenanlage. Erkundigen Sie sich vorher nach Referenzen.
  • Die Wärmepumpenanlage sollte möglichst einfach sein – mit der Komplexität der Anlage steigt oft die Fehleranfälligkeit.
  • Die Wärmepumpe sollte auch das Trinkwasser erwärmen. Der Warmwasserspeicher sollte nicht zu groß und gut isoliert sein (Energieeffizienzklasse A).
  • Ein zusätzlicher Heizungspufferspeicher ist nur für Heizkörper-Heizungen nötig, um Sperrzeiten des Stromtarifs zu überbrücken, nicht für Fußbodenheizungen.
  • Die Wärmepumpe sollte so geplant werden, dass sie im regulären Betrieb ohne Heizstab auskommen kann.
  • Umgebungswärme eignet sich nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen – vorausgesetzt, das Haus hat eine Fußboden- oder Flächenheizung. Besonders energiesparend und umweltfreundlich ist das mit oberflächennaher Geothermie, die auch im Sommer kühl genug ist, um das Haus ohne Zutun der Wärmepumpe zu temperieren.
  • Beachten Sie: Wärmepumpenanlagen, die Grundwasser oder Erdreich als Wärmequelle nutzen, müssen bei der unteren Wasserbehörde angezeigt oder genehmigt werden.

Was Sie bei Kauf und Installation noch beachten sollten:

  • Bevorzugen Sie zertifizierte Unternehmen, beispielsweise: Gütezeichen "Fachbetrieb Wärmepumpe" nach VDI 4645 für Installationsfirmen, Zertifizierung nach DVGW W120 für Erdsonden-Bohrunternehmen.
  • Achten Sie auf fachgerechte Installation der Anlage. Dazu gehören auch der korrekte Einbau von 3-Wege-Ventilen und Temperaturfühlern und die lückenlose Wärmedämmung aller Bauteile und Leitungen (inkl. Armaturen).
  • Achten Sie darauf, dass ein hydraulischer Abgleich der Heizungsanlage vorgenommen wird. Das ist Voraussetzung für niedrige Heiztemperaturen und hohe Energieeffizienz der Anlage.
  • Zur Inbetriebnahme muss die Regelung mit den richtigen Betriebszeiten und einer möglichst niedrigen Heizkurve eingestellt werden; Werkseinstellungen sind nicht ausreichend.
  • Der (integrierte) Heizstab sollte standardmäßig deaktiviert und nur im Notfall (oder zur Trocknung von Neubauten) eingeschaltet werden.
  • Fordern Sie eine vollständige Dokumentation der gesamten Anlage, der Pläne und der Einstellungen ein.
  • Zum Abschluss der Installation gehört die Einweisung der Nutzer.
  • Achten Sie auf möglichst schwingungsgeminderte Aufstellung und flexible Anschlüsse an Kühlmittel- und Wasserleitungen, um unerwünschte Vibrationen oder Geräusche zu vermeiden. Installieren Sie sachgerecht die zur Wärmepumpe gelieferten Zubehörteile zur Schallminderung. Gegebenenfalls bietet der Hersteller Nachrüst-Zubehör zur Schallminderung an.

Wärmepumpe warten und Verbräuche prüfen: Die Heizung funktioniert nur optimal als Gesamtsystem. Deshalb müssen alle Heizkomponenten optimal aufeinander abgestimmt sein: Wärmeerzeuger, Heizflächen, Thermostatventile, Pumpen- und Reglereinstellungen. Regelmäßige Wartung stellt deshalb die Funktionsfähigkeit und Effizienz der Anlage sicher: Reinigung der Wärmetauscher, Leitungen und Ventile, Überprüfen der Füllstände, schrittweises Absenken der Heizkurve. Sie können auch selbst überprüfen, ob die Wärmepumpe optimal arbeitet. Mit regelmäßiger Kontrolle der Verbrauchsdaten stellen Sie fest, wie effizient und kostengünstig die Heizung arbeitet. Die meisten Wärmepumpen haben hierzu einen Wärmemengenzähler, der erfasst, wieviel Heizwärme produziert wurde. Wenn Sie die Menge an Heizwärme durch den Stromverbrauch der Wärmepumpe aus dem gleichen Zeitraum teilen, erhalten Sie die „Jahresarbeitszahl“. Viele Wärmepumpen können die Jahresarbeitszahl im Menü anzeigen. Vergleichen Sie diesen Wert mit den Planungsunterlagen, um zu prüfen, ob die Wärmepumpe so effizient arbeitet wie geplant. Hilfsmittel wie das kostenlose Energiesparkonto machen die Kontrolle leichter.

Was Sie beim Betrieb noch beachten sollten:

  • Drücken Sie Ihr Engagement für die Energiewende aus, indem Sie zu einem Ökostrom-Anbieter wechseln oder selbst in erneuerbare Energien investieren.
  • Stellen Sie den Regelbetrieb so ein, dass die Anlage in den Abendstunden (20 bis 22 Uhr) und Nachtstunden (22 bis 6 Uhr) möglichst wenige (bestenfalls gar keine) Geräusche verursacht. Dies kann unterstützt werden durch die zusätzliche Installation eines geeigneten Warmwasserspeichers.
  • Kontrollieren Sie den Betrieb der Wärmepumpe auf auffällige unregelmäßige Geräusche. Gegebenenfalls ist dann eine Wartung der Wärmepumpe erforderlich.
  • Gehen Sie verantwortungsvoll mit Beschwerden aus der Nachbarschaft über belästigenden Lärm durch Ihre Anlage um. Reagieren Sie rücksichtsvoll und lösungsorientiert darauf, um einen unnötigen Nachbarschaftsstreit zu vermeiden.

Was Sie noch tun können:

 

Hintergrund

Umweltsituation und Gesetzeslage: Hintergründe zur Umweltrelevanz von Wärmepumpen und zu gesetzlichen Grundlagen finden Sie auf unserer Themenseite Umgebungswärme/ Wärmepumpen.

Marktbeobachtung: 2016 stellten die Wärmepumpen in Deutschland 11,3 Terawattstunden Heizwärme bereit. Das entspricht zwei Prozent des Wärmebedarfs der privaten Haushalte.
Beim Neukauf von Wärmeerzeugern hatten Wärmepumpen 2016 einen Marktanteil von 9,6 Prozent. Sie konnten sich zwar vom Zehnjahrestief im Jahr 2015 (8,0 Prozent) erholen. Ihr Marktanteil liegt aber immer noch unter dem zweistelligen Marktanteil, den sie 2008 schon einmal hatten. Es bräuchte für Wärme¬pumpen deutlich stärkere politische und preisliche Impulse, damit sich an dieser Situation etwas ändert. Bei Neubauten werden immerhin schon in 40 Prozent der Fälle Wärmepumpen eingesetzt. Als Wärmequellen wurde 2016 bei den Neuinstallationen von Wärmepumpen in rund 70 Prozent der Fälle Luft, in rund 30 Prozent der Fälle Grundwasser und Erdreich gewählt.

Weitere Informationen finden Sie auf unseren UBA-Themenseiten:

Der Umsatz mit Wärmepumpen lag 2010 bei rund 0,9 Milliarden Euro. Nachdem er bis 2013 leicht gestiegen ist, sank er 2014 wieder etwas auf rund 1 Milliarde Euro.
Umsatz und Marktanteil von Wärmepumpen
Quelle: Bundesverband Wärmepumpe Diagramm als PDF
 

Quellen

  • Auer et al. (2008): Feldtest Elektro – Wärmepumpen am Oberrhein, Lahr.
  • Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH 2017): Daten und Fakten (Website).
  • Bundesverband Wärmepumpe (bwp) (2017): 17 Prozent Marktwachstum machen 2016 zum Wärmepumpen-Rekordjahr (Pressemitteilung).
  • Miara et al. (2011): Wärmepumpen Effizienz, Freiburg 2011.
  • Russ et al. (2010): Feldtest Wärmepumpen im Gebäudebestand, Freiburg 2010.
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